gps测量的设计与实施

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1、GPS测量的设计与实施（TheDesignandImplementofGPSSurveying）GPS测量与常规测量类似，在实际工作中也可划分为方案设计、外业实施及内业数据处理等三个阶段。本章主要介绍GPS测量的技术设计及外业实施各阶段的工作。考虑到以载波相位观测量为依据的相对定位法是当前GPS测量中普遍采用的精密定位方法，所以在本章内容中主要讨论局域性城市与工程GSP控制网的相对测量的工作程序与方法。第一节GPS测量的技术设计GPS测量的技术设计是进行GPS定位的最基本性工作，它是依据国家有关规范(规程)及GPS网的用途、用户的要求等对测量工作的图形、精度及基准等的具

2、体设计。一、GPS网技术设计的依据GPS网技术设计的主要依据是GPS测量规范(规程)和测量任务书。1．GPS测量规范(规程)GPS测量规范(规程)是国家测绘管理部门或行业部门制定的技术法规，目前GPS设计依据的规范(规程)有：l国家测绘局发布的测绘行业标准<全球定位系统(GPS)测量规范>；l建设部发布的行业标准<全球定位系统城市测量技术规程>；l各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其它GPS测量规程或细则。2．测量任务书第23页共23页测量任务书或测量合同是测量施工单位上级主管部门或合同甲方下达的技术要求文件。这种技术文件是指令的，它规定了测量任务的范围、目的、

3、精度的密度，提交成果的资料的项目和时间，完成任务的经济指标等。GPS方案设计时，一般首先依据测量任务书提出的GPS网的精度和密度和经济指标，再结合规范(规程)规定并现场踏勘具体要求确定各点间的连接方法，各点设站观测的次数，时段长短等布网观测方案。二、GPS网的精度、密度设计1．GPS测量精度标准及分类(1)对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。用于地壳形变及国家基本大地测量的GPS网可参照<规范>中A、B级的精度分级(如表1)。用于城市或工程的GPS控制网可根据相信点的平均距离和精度参<规范>中的二、三、四等和一、二级(如表2)。表1GPS测量精度分级(一)级别

4、主要用途固定误差a(mm)比例误差b(ppm*D)A地壳形变测量或国家高精度GPS网的建立50.1B国家基本控制测量81表2GPS测量精度分级(二)等级平均距离(km)a(mm)b(ppm*D)最弱边相对中误差二91021/12万三51051/8万四210101/4.5万一级110101/2万二级<115201/1万第23页共23页注：当边长小于200米时，以边长中误差小于20毫米来衡量。(2)各等级GPS相邻点间弦长精度用下式来表示：式中：为GPS基线向量的弦长中误差(毫米)，亦即等效距离误差；为GPS接收机标称精度中的固定误差(毫米)；为GPS接收机标称精度中的比例

5、误差系数(ppm*D)；为GPS网中相邻点间的距离(公里)。(3)在实际工作中，精度标准的确定要根据用户的实际需要及人力、物力、财力情况合理设计，也可参照本部门已有的衙门规程和作业经验适当掌握。在具体布设中，可以分级布设，也可以越级布设，或布设同级全面网。1．GPS点的密度标准各种不同的任务要求和服务对象，对GPS点的分布要求也不同。对于国家特级(A级)基准点及大陆地球动力学研究监测所布设的GPS点，主要用于提供国家级基准、精密定轨、星历计划及高精度形变信息，所以布设时平均距离可达数百公里。而一般城市和工程测量布设点的密度主要满足测量图加密和工程测量的需要，平均边长往往

6、几公里以内。因此现行<规程>和<规范>对GPS网中两相邻点间距离、各等级GPS网相邻点的平均距离作出了规定。表3GPS网中相邻点间距离单位：公里ABCDE相邻点最小距10015521相邻点最大距2000250401510相邻点平均距3007015-1010-55-2三、GPS网的基准设计第23页共23页GPS测量获得的是GPS基线向量，它属于WGS-84坐标系的三维坐标差，而实际我们需要的是国家坐标系或地方独立坐标系的坐标。所以GPS网的技术设计时，必须明确GPS成果所采用的坐标系统和起算数据，即明确GPS网所采用的基准。这项工作被称之为GPS网的基准设计。GPS网的基

7、准包括位置基准、方位基准和尺度基准。方位基准一般以给定的起算方位角值确定，也可以由GPS基线向量的方位作为方位基准。尺度基准一般由地面的电磁波测距边确定，也可由两个以上的起算点间的距离确定，同时也可以由GPS基线的距离确定。GPS网的位置基准，一般都是由给定的起算点坐标确定。因此，GPS网的基准设计，实质上主要是指确定网的位置基准问题。在基准设计时，应充分考虑以下几个问题：1．为求定GPS点在地面坐标系中的坐标，应在地面坐标系中选定起算数据和联测原有地方控制点若干点，用以坐标转换。在选择联测点时，既要考虑充分利用旧资料，又要使新建的高精度